Nová planetární soustava v souhvězdí Kentaura

Mezinárodní tým astronomů, jehož vedoucími byli Jun Hashimoto (National Astronomical Observatory of Japan) a Ruobing Dong (Princeton University) využil dalekohled Subaru opatřený přístrojem High Contrast Instrument for the Subaru Next Generation Adaptive Optics (HiCIAO) k výzkumu mladé hvězdy PDS 70 o hmotnosti srovnatelné se Sluncem. Její stáří bylo určeno na 10 miliónů roků.

Na pořízeném snímku je zachycena zřetelně viditelná velká mezera uvnitř protoplanetárního disku. Jedná se o největší mezeru, jaká byla doposud pozorována u hvězdy podobné Slunci. Protoplanetární disk je místem, kde vznikají planety a kde působení gravitačních sil nově zrozených planet může vysvětlit obrovskou mezeru mezi vnitřním okrajem disku a centrální hvězdou. Žádná osamělá planeta, nehledě na to, jakou má hmotnost či jak je aktivní při svém vzniku, nemůže být dostatečná k vytvoření tak široké mezery.

Astronomové se domnívají, že mezera v protoplanetárním disku u hvězdy PDS 70 může být důsledkem vzniku několika planet. Vysoký kontrast snímků získaných při pozorování dovolil vědcům studovat detaily uvnitř disku, které jim pak umožnily přímo odhalit místo vzniku ne jedné, ale spíše více planet. Vědecký tým se nyní pokouší předpokládané planety detekovat.

Protoplanetární disky se vyskytují u většiny hvězd podobných Slunci. Jsou složeny z plynu a prachu, který obklopuje hvězdy a poskytuje tak stavební materiál, z kterého vznikají planety jako například naše Země. Astronomové uskutečnili pozorování protoplanetárního disku za účelem pochopení jeho vývoje a vzniku planet uvnitř něj. Disky kolem těžších hvězd mají tendenci být rozsáhlejší a jasnější, a proto se snadněji studují. Disky v okolí méně hmotných hvězd jsou větším problémem pro detailní výzkum.

Soustava PDS 70 se nachází v souhvězdí Kentaura a od Země ji dělí vzdálenost 460 světelných roků. Hmotnost hvězdy dosahuje 90 % hmotnosti Slunce, její odhadované stáří je 10 miliónů roků. Jedná se o velmi mladou hvězdu v porovnání se Sluncem, jehož věk je 4,6 miliardy roků. Dřívější rozbory spektra a přímá pozorování pomocí dalekohledu Very Large Telescope (VLT, Chile) napovídaly na přítomnost disku, avšak nebylo možné přesněji určit žádné detaily jeho struktury.

Pozorování pomocí japonského dalekohledu Subaru (průměr objektivu 8,2 m) jasně ukázala velmi nízkou hustotu hmoty mezi hvězdou PDS 70 a vnitřním okrajem disku, který ji obklopuje. Průměr této „mezery“ je větší než 140 astronomických jednotek AU (1 AU odpovídá vzdálenosti Země od Slunce, což je přibližně 150 miliónů km) – viz obrázek nahoře.

Velké rozměry mezery v protoplanetárním disku PDS 70 vedly astronomy k hledání odpovědi na otázku jejího původu. Na základě detailního výzkumu bylo zjištěno, že kolem hvězdy se rozkládá ještě jeden disk ve vzdálenosti pouhé jedné astronomické jednotky od centrální hvězdy. Tento vnitřní malý disk se nachází velmi blízko hvězdy a na obrázku pořízeném pomocí kamery HiCIAO není viditelný, neboť je zakryt maskou, která má za úkol odclonit rušivé světlo hvězdy. Gravitace planet obíhajících uvnitř mezery v disku může vysvětlovat její vznik, neboť působením planet mohlo dojít k vyčištění okolního prostoru. Menší množství přítomného prachu znamená i menší intenzitu pozorovaného infračerveného záření v této oblasti. Pro jednu planetu by bylo velmi obtížné obstarat vymetení této rozsáhlé oblasti. Astronomové se proto domnívají, že se zde musí nacházet více planet. Avšak objevení těchto planet je velmi obtížné, protože rozptýlené světlo disku může přezářit jejich velmi slabé světlo.

Použitá technika pozorování umožňuje objevovat protoplanetární disky u hvězd podobných Slunci. Objekt PDS 70 ukazuje, jak mohla vypadat naše Sluneční soustava v době svého „dětství“.

Zdroj: http://www.naoj.org/Pressrelease/2012/11/08/index.html

autor: František Martinek